İÇİNDEKİLER 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR...

Transkript

1 İÇİNDEKİLER Bölüm 1: KRİSTALLERDE ATOMLAR Katıhal Kristal Katılar Çoklu Kristal Katılar Kristal Olmayan (Amorf) Katılar Kristallerde Periyodiklik Uzay Örgüsü ve Öteleme Vektörleri Baz (Kaide) ve Kristal Yapı Birim Hücre Simetri Elemanları Bravais Örgüleri Miller İndisleri Bazı Basit ve Yaygın Kristal Yapıları Basit Kübik Yapı Cisim Merkezli Kübik Yapı Sıkı Paketli Yapılar Hegzagonal Sıkı Paket Yapılar Yüzey Merkezli Kübik Yapı Atomik Bağlanma İyonik Bağlanma Değerlik Bağlanması Metalik bağlanma Hidrojen Bağı van der Waals Bağı Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar v

2 Bölüm 2: KRİSTAL YAPILARIN BELİRLENMESİ VE KRİSTALLERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ Kristal Yapılarının Belirlenmesi X-Işınları Kırınımı Bragg Kuramı Örgü Düzlemleri ve Miller İndisleri Genel Kırınım Kuramı Ters Örgü Ters Örgünün Anlamı Periyodik Yapılardan X-Işını Kırınımı Ewald Yapısı Bragg ve Laue Kuramları Arasındaki Bağıntı Mekaniksel Özellikler Esneklik Bozulması Makroskopik Resim ve Poisson Oranı Mikroskopik Resim Plâstik Bozulma Bel Verme Zorunun Hesabı Nokta Kusurları ve Diziliş Bozulması (Dislokasyon) Kusurları (a) Schottky Kusurları Sayısı (b) Frenkel Kusurlarının Sayısı (c) Çizgisel Bozulmalar (Dislokasyonlar) Plâstik Bozulmada Bozuklukların Rolü Yarılma X-Işınları X-Işınlarının Üretilmesi Moseley Yasası Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 3: ÖRGÜLERİN SICAKLIKSAL ÖZELLİKLERİ Basit Harmonik Hareket ve Örgü Titreşimleri Birim Hücrede Tek Atom Bulunan Sonsuz Zincir Kristal Birinci Brillouin Bölgesi Birim Hacimde İki Atom Olması Durumu Atomların Sonlu Zinciri Kuantumlanmış Titreşimler (Fononlar) Üç Boyutlu Duruma Genelleme Esneklik Sabitlerinden Titreşim Frekanslarının Hesabı Örgünün Isı Sığası Klâsik Kuram ve Deneysel Sonuçlar Isı Sığasının Einstein Modeli vi

3 3.2.3 Isı Sığasının Debye Modeli Katıların Sıcaklık İletkenliği Fononlarla Sıcaklık İletimi Elektronlarla Sıcaklık İletimi Sıcaklıkla Genleşme Değişik Şekillere Evre Geçişleri ve Erime Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 4: KATILARIN ELEKTRONİK ÖZELLİKLERİ VE ENERJİ BANDLARI Drude Modelinin Varsayımları Drude Modeli ve Doğru Akım İletkenliği Drude Modeli ve Hall Olayı Metallerin Optiksel Yansıtması Wiedemann-Franz Yasası Drude Modelinin Kusurları Elektronik Özelliklerin Kuantum Mekaniksel incelenmesi Elektronik Isı Sığası Wiedemann-Franz Yasası (Lorentz Sayısı) Metallerde Elektronların Ekranlanması Metallerin Öz Dirençleri Termoiyonik Yayınlama Band Kuramı Bloch Teoremi Kronig-Penney Modeli Brillouin Bölgesinin Oluşturulması Tek Boyutta Brillouin Bölgesi İki Boyutta Brillouin Bölgesi Üç Boyutta Brillouin Bölgesi Genişletilmiş, İndirgenmiş ve Periyodik Bölgeler Genişletilmiş Bölge Şeması İndirgenmiş Bölge Şeması Periyodik Bölge Şeması Elektronun Etkin Kütlesi Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 5: MADDELERİN YARIİLETKEN ÖZELLİKLERİ VE YARIİLETKEN AYGITLAR Kendiliğinden Yarıiletken Taşıyıcı Yoğunluğunun Sıcaklığa Bağlılığı vii

4 5.2 Katkılı Yarıiletkenler n ve p tipi Katkılama Taşıyıcı Yoğunluğu Yarıiletkenlerin İletkenliği Yarıiletken Aygıtlar pn Eklemi (Diyod) Metal-Metal Eklemi Metal-Yarıiletken Eklemi Doğrultucu Temaslar Ohmik Temaslar Transistörler Işık Yayan Diyod ve Işık Algılayıcı Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 6: MATERYALLERİN DİELEKTRİK-YALITKANLIK ÖZELLİKLERİ Dipol Moment ve Makroskopik Tanım Bir Elektrik Dipolünün Elektrik Alanı Bir Atomun Yerinde Yersel Elektrik Alanı Kutuplanmayı Yıkıcı (Depolarizasyon) Alan, E Lorentz Alanı, E Boşluk İçindeki Dipollerin Alanı, E Dielektrik Sabiti ve Ölçülmesi Mikroskopik Kutuplanma Mikroskopik Kutuplanabilirlik Elektronik Kutuplanabilirlik Elektronik Kutuplanmanın Klâsik Kuramı İyonik Kutuplanabilirlik Dipolar Kutuplanabilirlik Dielektriklerde Safsızlıklar Dielektrik Sabitinin Frekansa Bağlılığı Piezo ve Piro Elektrik Materyaller Ferroelektrik Materyaller Ferroelektrik Domain (Bölge) Antiferroelektriklik ve Ferrielektriklik Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 7: MATERYALLERİN OPTİKSEL ÖZELLİKLERİ Temel Soğurma Eksiton Soğurulması Serbest Taşıyıcı Soğurması viii

5 7.2 Fotoiletkenlik Fotoelektrik Olay Fotovoltaik Olay Fotolüminesans Renk Merkezleri ve Çeşitleri Elektronik Merkezler ( F Merkezi ) Delik Merkezleri ( V Merkezi ) Başka Renklenmeler ve Işınlama Mazer ve Lazer Soğurma ve Yayınlama Nüfus Terslenmesi Mazer Lazer Alıştırmalar Bölüm 8: MATERYALLERİN MANYETİK ÖZELLİKLERİ Bir Maddenin Manyetik Alana Yanıtı Manyetik Maddelerin Sınıflandırılması Mıknatıslanmanın Atomik Kuramı Baş Kuantum Sayısı, n Yörüngesel Kuantum Sayısı, l Manyetik Kuantum Sayısı, m l Manyetik Spin Kuantum Sayısı, m s Devamlı Manyetik Dipol Momentlerin Çıkış Noktası Elektronların Yörünge Manyetik Momenti Elektronların Spin Manyetik Momenti Çekirdeğin Manyetik Momenti Diamanyetizma İçin Klâsik Langevin Kuramı Paramanyetizmanın Kaynakları Paramanyetizmanın Klâsik Langevin Kuramı Paramanyetizmanın Temel Kuantum Kuramı Serbest Elektronların Paramanyetizması Pauli Paramanyetizması Ferromanyetizma, Weiss Moleküler Alanı Weiss Moleküler Değiş-Tokuş Alanı Ferromanyetik Durumun Orijini Ferromanyetik Domainler (Bölgeler) Domain Kuramı Antiferromanyetizma Ferrimanyetizma-Ferritler ve Garnetler Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar ix

6 Bölüm 9: ÜSTÜN İLETKENLİK Giriş Üstün İletkenlerin Kaynakları Üstün İletkenliklerin Manyetik Alana Cevabı Meissner Olayı Üstün İletkene Geçişlerin Termodinamiği Serbest Enerji Entropi Farkı Öz Isı Enerji Aralığının Orijini Üstün İletkenliğe İzotop Etkisi Üstün İletkenlik İçin Kuramsal Görüşler Makroskopik Kuram Mikroskopik BCS kuramı Enerji Aralığı Δ nın Deneysel Olarak Algılanması Cooper Çifti ve BCS Taban Durumu Akı Kuantumlanması (Üstün İletken Durumun Koherent Dalga Fonksiyonu) Normal Tünelleme ve Josephson Olayı Yüksek Sıcaklık Üstün İletkenliği Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri Alıştırmalar Bölüm 10: KÜÇÜK YAPILAR (NANOYAPILAR) Kuantum Sınırlaması Yüzeyler ve Arayüzeyler Nano Ölçekte Mıknatıslanma Düşük-Boyutlu Nanoyapılar Boyuttan 0 Boyutlu Nanoyapılara Gidiş Enerji Dağılım Fonksiyonları Durumların Yoğunluğu Durumların 3, 2, 1, 0 Yoğunluk Fonksiyonları Düşük Boyutlu Sistemlerde Elektron Taşınma Özellikleri İki Boyutlu Elektron Taşınımı Bir Boyutlu Elektron Taşınımı Boyutlu Elektron Taşınımı Örnek Alıştırmalar ve Çözümleri ALIŞTIRMALARIN ÇÖZÜMLERİ EKLER E.0 Katıların yüzeylerini araştırma teknikleri E.1 Uzunluk, kütle ve kuvvet E.2 Zaman, basınç x

7 E.3 Enerji ve sıcaklık E.4 Elektromanyetizma E.5 Sabitler E.6 Bazı yararlı materyal özellikleri E.7 Bazı yararlı matematik E.8 Temel sabitler E.9 Enerji dönüşüm çarpanları E.10 Relâtif izotopik kütleler E.11 Yararlı formüller E.12 Yapılmış ticari bazı nanoparçacıklar E.13 Nanoparçacıkların belirlenmesinde kullanılan aygıtlar KAYNAKLAR DİZİN ÖZGEÇMİŞ xi